JP2003322657A - 磁気による回転数検出器 - Google Patents

磁気による回転数検出器

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JP2003322657A
JP2003322657A JP2002129983A JP2002129983A JP2003322657A JP 2003322657 A JP2003322657 A JP 2003322657A JP 2002129983 A JP2002129983 A JP 2002129983A JP 2002129983 A JP2002129983 A JP 2002129983A JP 2003322657 A JP2003322657 A JP 2003322657A
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axis component
geomagnetic sensor
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detector
rotation speed
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JP2002129983A
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Naoki Fujikawa
直樹 藤川
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Yamaha Corp
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Yamaha Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転体の回転数を容易かつ確実に精度良く測
定する。 【解決手段】 回転数検出器10を、粘着性のテープ等
によって被検出物の適宜の位置に装着可能とし、操作者
の入力操作に応じて、地磁気センサ12による計測開始
又は計測終了を指示するON/OFF制御信号を出力す
るスタート/ストップ入力部11と、2軸の地磁気セン
サをなす地磁気センサ12と、地磁気センサ12の動作
を制御するCPU13と、地磁気センサ12から出力さ
れる地磁気のX軸成分MX及びY軸成分MYの検出値を
格納するRAM15と、回転数検出器10の外部に設け
られ、所定のデータ処理により被検出物の回転数等を算
出し、表示を行うデータ処理/表示器31に対して着脱
可能に接続され、RAM15に格納された地磁気のX軸
成分MX及びY軸成分MYの検出値を出力する外部出力
部16とを備えて構成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気による回転数
検出器に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、例えば独楽や、例えば円盤状や屈
曲する板状等に形成され回転しながら飛行する投具等の
ように、適宜の回転軸周りに自転可能な回転体の回転数
を測定する場合には、例えば回転体の回転軸以外の適宜
の位置に位置決め用の位置決め部材を設け、外部の検知
装置によって回転体の位置決め部材を検知することによ
って、回転数を測定する方法が知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来技
術に係る回転数検知方法においては、回転体の外部に適
宜の検知装置を備える必要があり、回転数を検知するシ
ステムが複雑化するという問題が生じる。しかも、例え
ば回転しながら飛行する投具等に対して、検知装置が静
止している場合には、回転体に設けられた位置決め部材
を検知することが困難となる場合があり、回転体の回転
数を確実に検知することができない虞がある。また、仮
に位置決め部材を設け、これを検知することが可能であ
る場合でも、この位置決め部材を回転体の回転中心軸上
に配置しても意味は無く、必ず中心部以外に配置しなく
てはならない。こうした場合、回転体のバランスを保つ
ことは難しく、本来の回転とは異なったものになってし
まうことが考えられる。本発明は上記事情に鑑みてなさ
れたもので、回転体の回転数を容易かつ確実に精度良く
測定することが可能であり、また、回転体の回転中心軸
上にも配置することができるため、回転体のバランスを
崩すことのない磁気による回転数検出器を提供すること
を目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決して係る
目的を達成するために、請求項1に記載の本発明の磁気
による回転数検出器は、所定方向における磁界の強さを
検出する磁気検出手段と、前記磁気検出手段による検出
結果を時系列データとして記憶する記憶手段と、前記記
憶手段に記憶した前記検出結果に基づき、前記磁気検出
手段の回転数を算出する回転数算出手段とを備えること
を特徴としている。上記構成の磁気による回転数検出器
によれば、地磁気等の外部磁場における磁気検出手段の
回転に伴い、例えば外部磁場の方向と磁気検出手段の検
出方向とのなす角が変化すると、磁気検出手段から出力
される検出結果に周期的な時間変化が生じ、この検出結
果の周期的な時間変化により磁気検出手段の回転数を検
出することができる。
【0005】さらに、請求項2に記載の本発明の磁気に
よる回転数検出器では、前記回転数算出手段は、前記記
憶手段に対して着脱可能に接続されることを特徴として
いる。上記構成の磁気による回転数検出器によれば、回
転する被検出物の回転数を検出する際には、例えば磁気
検出手段と、記憶手段とからなる検出器本体を被検出物
に装着して、検出結果を記憶手段に格納する。そして、
記憶手段に回転数算出手段を接続し、記憶手段に記憶し
た検出結果に基づいて回転数を算出する。この場合、被
検出物と共に回転する検出器本体の構成を単純化し、検
出器本体を小型化することによって、被検出物の適宜の
位置に容易に装着させることができる。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態に係る
磁気による回転数検出器について添付図面を参照しなが
ら説明する。本実施の形態の磁気による回転数検出器
(以下、単に、回転数検出器と呼ぶ)10は、例えば粘
着性のテープ等によって被検出物の適宜の位置に装着可
能とされた検出器本体10aと、データ処理/表示器3
1とを備えて構成され、検出器本体10aは、例えば図
1に示すように、スタート/ストップ入力部11と、地
磁気センサ12と、CPU13と、ROM14と、RA
M15と、外部出力部16とを備えて構成されている。
【0007】スタート/ストップ入力部11は、例えば
操作者によるボタン(図示略)等の押操作に応じて、地
磁気センサ12による計測開始又は計測終了を指示する
ON/OFF制御信号を出力する。地磁気センサ12
は、例えば図2に示すように、2軸の地磁気センサをな
し、スタート/ストップ入力部11から入力されるON
/OFF制御信号に応じて、X方向GMR素子21及び
Y方向GMR素子22に、所定の電流を供給する定電流
バイアス回路23と、各GMR素子21,22の端子電
圧を検出し、これらの端子電圧に基づいて地磁気のX軸
成分MX及びY軸成分MYを算出し、RAM15へ出力
する電圧/磁界変換回路24とを備えて構成されてい
る。なお、X方向GMR素子21及びY方向GMR素子
22は、磁界の強さに応じて電気抵抗値が変化する素子
であって、定電流バイアス回路23によって所定の電流
が供給される状態で磁界の強さが変化すると、各GMR
素子21,22の端子電圧が変化する。そして、X方向
GMR素子21及びY方向GMR素子22は、互いに直
交する適宜のX方向及びY方向に対する磁界の強さの変
化に応じて電気抵抗値が変化するように配置されてい
る。
【0008】CPU13は、例えば、スタート/ストッ
プ入力部11から入力されるON/OFF制御信号に応
じて、予めROM14に格納されている所定の制御用デ
ータを参照し、地磁気センサ12の動作を制御する。ま
た、RAM15は、地磁気センサ12から出力される地
磁気のX軸成分MX及びY軸成分MYの検出値を格納す
る。外部出力部16は、例えば検出器本体10aの外部
に設けられて所定のデータ処理及び表示を行うデータ処
理/表示器31に対して、着脱可能に接続され、例えば
RAM15に格納された地磁気のX軸成分MX及びY軸
成分MYの検出値を出力する。なお、データ処理/表示
器31は、例えば、地磁気のX軸成分MX及びY軸成分
MYの検出値に基づき、所定の変換テーブル等に基づ
き、緯度及び水平面に対する傾きを算出すると共に、地
磁気のX軸成分MX及びY軸成分MYの検出値を時系列
データとして扱い、地磁気センサ12の計測開始から計
測終了までの間の被検出物の回転数や、単位時間あたり
の回転数つまり回転速度等を算出する。
【0009】本実施の形態の磁気による回転数検出器1
0は上記構成を備えており、次に、この回転数検出器1
0を用いて被検出物Aの回転数等を検出する方法につい
て添付図面を参照しながら説明する。先ず、例えば、図
3に示すように、被検出物Aの回転軸に直交する平面内
において各X方向GMR素子21及びY方向GMR素子
22の各検出方向(X方向及びY方向)が設定されるよ
うにして、例えば粘着性のテープ等によって被検出物A
の適宜の位置に検出器本体10aを装着する(ステップ
S01)。そして、スタート/ストップ入力部11を介
して、地磁気センサ12による計測開始を指示するON
制御信号を出力する(ステップS02)。これにより、
例えば所定時間毎に地磁気センサ12から出力される地
磁気のX軸成分MX及びY軸成分MYの検出値がRAM
15に格納される。
【0010】そして、被検出物Aを回転させ、この回転
に伴い変化する地磁気のX軸成分MX及びY軸成分MY
の検出値をRAM15に格納させる(ステップS0
3)。そして、被検出物Aの回転終了後に、スタート/
ストップ入力部11を介して、地磁気センサ12による
計測終了を指示するOFF制御信号を出力する(ステッ
プS04)。次に、外部出力部16に検出器本体10a
の外部に設けられたデータ処理/表示器31を接続し、
RAM15に格納された地磁気のX軸成分MX及びY軸
成分MYの検出値を出力する(ステップS05)。そし
て、データ処理/表示器31は、入力された地磁気のX
軸成分MX及びY軸成分MYの検出値に基づき、地磁気
センサ12の計測開始から計測終了までの間の被検出物
Aの回転数や、単位時間あたりの回転数つまり回転速度
等を算出し、算出結果を表示して、一連の処理を終了す
る(ステップS06)。
【0011】ここで、例えば被検出物Aの回転軸に直交
する平面が、水平面である場合或いは水平面に対してな
す角度(水平面に対する傾き)が90°よりも小さい場
合には、時系列データとされる地磁気のX軸成分MX及
びY軸成分MYの検出値に基づいて、東西南北の各方位
を検知することができ、この方位の変化において、例え
ば北→東→南→西→北或いは北→西→南→東→北を検知
したときに、被検出物Aが1回転したと判断する。な
お、例えば図4に示すように、被検出物Aの回転軸に直
交する平面が地磁気の方向(つまり南北方向)を含む場
合には、2軸の地磁気センサでは回転方向の検知は不可
能であるが、例えば図5に示すように、地磁気のX軸成
分MX又はY軸成分MYの検出値の周期的な時間変化に
おいて、所定値#A(例えば、最大値や最小値等)を検
知したとき(例えば、図5に示す時刻t1,t2,…
等)に、被検出物Aが1回転したと判断する。また、デ
ータ処理/表示器31は、例えば下記表1に示すような
変換テーブルに基づいて、地磁気のX軸成分MX及びY
軸成分MYの検出値(1000/4πA/m)から、方
位角(deg)及び水平面に対する傾き(deg)を算
出する。なお、下記表1において、地磁気センサ12か
ら出力される地磁気のX軸成分MX及びY軸成分MY
は、日本国内において、−0.35([Oe]×100
0/4π[A/m])〜+0.35([Oe]×100
0/4π[A/m])の範囲の出力値となる。また、下
記表1において、方位角(deg)及び水平面に対する
傾き(deg)は、最小1度の精度で検知可能である
(表1中に下線部で示す)。
【0012】
【表1】
【0013】上述したように、本実施の形態による磁気
による回転数検出器10によれば、単に、粘着性のテー
プ等によって被検出物の適宜の位置に装着するだけで、
容易かつ確実に回転数を検出することができ、例えば独
楽や回転しながら飛行する投具等のように、単独で回転
可能な回転体に対しても精度の良い検出を行うことがで
きる。しかも、東西南北等の各方位を検知することがで
きるため、回転軸周りの所定方向に対する回転角を検出
することも可能であり、回転数の検出結果に対する精度
を向上させることができる。また、被検出物の緯度及び
水平面に対する傾きを算出することができるため、単
に、回転数に限らず、被検出物の状態をより詳細に認識
させることができる。
【0014】なお、本実施形態においては、地磁気セン
サ12は、2軸の地磁気センサをなすとしたが、これに
限定されず、例えば3軸の地磁気センサ等であってもよ
い。なお、本実施形態においては、検出器本体10aの
外部に設けられたデータ処理/表示器31において、地
磁気のX軸成分及びY軸成分の検出値に対する所定のデ
ータ処理及び表示を行うとしたが、これに限定されず、
例えば検出器本体10aに所定のデータ処理を行うデー
タ処理部及び表示を行う表示部を備えてもよい。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1に記載の
本発明の磁気による回転数検出器によれば、地磁気等の
外部磁場における磁気検出手段の回転に伴い、磁気検出
手段から出力される検出結果に生じる周期的な時間変化
に基づいて、磁気検出手段の回転数を容易に検出するこ
とができる。さらに、請求項2に記載の本発明の磁気に
よる回転数検出器によれば、被検出物と共に回転する検
出器本体の構成を単純化し、検出器本体を小型化するこ
とによって、被検出物の適宜の位置に容易に装着させる
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態に係る回転数検出器の構
成図である。
【図2】 図1に示す地磁気センサの構成図である。
【図3】 検出器本体が貼り付けられた円盤状の投具を
示す図である。
【図4】 被検出物Aの回転軸と方位との関係の一例を
示す図である。
【図5】 地磁気センサから出力される地磁気のX軸成
分MX或いはY軸成分MYの検出値の時間変化の一例を
示す図である。
【符号の説明】
10 磁気による回転数検出器 10a 検出器本体 11 スタート/ストップ入力部(作動制御手段) 12 地磁気センサ(磁気検出手段) 15 RAM(記憶手段) 31 データ処理/表示器(回転数算出手段)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定方向における磁界の強さを検出する
    磁気検出手段と、 前記磁気検出手段による検出結果を時系列データとして
    記憶する記憶手段と、 前記記憶手段に記憶した前記検出結果に基づき、前記磁
    気検出手段の回転数を算出する回転数算出手段とを備え
    ることを特徴とする磁気による回転数検出器。
  2. 【請求項2】 前記回転数算出手段は、前記記憶手段に
    対して着脱可能に接続されることを特徴とする請求項1
    に記載の磁気による回転数検出器。
JP2002129983A 2002-05-01 2002-05-01 磁気による回転数検出器 Pending JP2003322657A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006527841A (ja) * 2003-06-16 2006-12-07 ソシエテ ド テクノロジー ミシュラン 地磁界によるタイヤとホイールの組立体の回転数の検出
JP2014160025A (ja) * 2013-02-20 2014-09-04 Aichi Micro Intelligent Corp 球体の回転速度検出装置

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